浅谈人工湿地植物池施工

郭子州 （安徽省第一建筑工程，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

某市慈湖河中游综合治理工程2#深度处理区工程是河流综合治理工程中王家山污水处理厂尾水利用工程的重要组成部分，工程任务是将王家山污水处理厂补水泵站输送过来的一级B出水进行处理后作为河道景观水。处理工艺为：生物氧化池+生态砾石床+人工湿地，规模为20000m3/d。人工湿地为景观水的最后一道工序，有着重要的净化作用。经湿地净化后水质直接排放至湿地东侧的慈湖河内。

植物池设计布水负荷0.91m3/m2·d，处理量为2.0万m3/d，占地为2.2万m2。湿地内部采用1m～2m宽土堤将湿地分为15个独立的湿地单元，单元面积970m2～1833m2。每个湿地单元具有单独的进水支管，并安装阀门控制湿地单元进水。湿地底部设穿孔集水管，每个单元设独立的集水井，集水井内设调节堰控制湿地出水，池底底部边坡设PE膜作为防渗层，规格400g/m2，厚度不应小于1.5mm。

人工湿地是模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。

2 工艺特点

①垂直潜流型人工湿地植物池处理系统具有投资少、运行费用低、处理效果好、工艺简单、缓冲容量大、节能减排效果好等优点。

②污水沿垂直方向流动,氧供应能力较强,硝化作用较充分，可实现较大的水力负荷长期运行。

③占地面积较小,且全部埋地，地面可作绿化用，大大增加了绿化面积。

3 工艺原理

图1 垂直流人工湿地结构（a）平面图（b）剖面图

人工湿地植物池的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面，将经过预处理的污水出水经装有阀门的配水管通过埋设在种植土中的穿孔进水管引入池体，有控制地投配到湿地植物池上，使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，经人工填料空隙渗入埋设在底层的穿孔排水管内，经集水井、排水管道汇集后完成处理后污水的搜集利用。随着湿地床填料的定期更换或栽种植物的收割使污染物最终从系统中去除，达到污水处理效果。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程（见图2）

4.2 操作要点

4.2.1 池底原地面处理

对原地面清表，采用优质土换填原地基的耕植土、淤泥、淤泥质土、膨胀土等不良土质，换填土方分层填筑，分层压实，每层填筑松铺厚度不超过30cm，使用不小于22t的振动压路机进行碾压，在角隅或压路机难以到达的地方使用小型振动夯进行局部夯实，确保压实度达到设计要求。

4.2.2 集水井施工

①人工湿地汇水的主要结构物即为集水井，原地基处理后，即可进行集水井基坑开挖，集水井均为钢筋混凝土结构，控制钢筋、模板、混凝土施工质量，并根据排水管道标高预埋好洞口套管。集水井结构图如图3、图4、图5所示。

图2 流程图

②开挖湿地周边排水管沟槽，槽底铺设设计厚度砂垫层后安装排水管道，宜采用波纹管。采取措施保证管道与集水井、管道与管道之间的密封。

4.2.3 池梗土方填筑、整形

按设计断面尺寸填筑池梗，池梗高度一般为1.5m左右，宜高出种植土面0.1m～0.2m，施工时使用机械分层碾压夯实，池梗坡度应严格按照设计图纸标准，坡度应整齐、平顺，杜绝亏坡

图3 集水井平面布置图

图4 集水井A-A 剖面图

图4 集水井A-A 剖面图和线形扭曲的现象。

图5 集水井B-B 剖面图

图6 池底穿孔排水管大样图

4.2.4 集水管、排水管施工

池底UPVC穿孔集水管、植物池内排水管开槽，挖掘机配合人工进行基槽土方开挖，摊铺下层砂垫层，见图6所示。

4.2.5 防渗膜施工

①具体步骤如下：测量铺设边线——基层找平——理坡——防渗膜铺设——防渗膜搭接、焊接。

②检查防渗膜的外观质量，记录并修补已发现的机械损伤和创伤、孔洞、折损等缺陷。

③基层表面应平整顺直，平整度控制在2cm/m2,垂直深度25mm内部的有树根、瓦砾、石子、混凝土颗粒等尖棱杂物应清除，局部平整度不满足要求可料径较小的砂土或粘土找平基面。

④防渗膜铺设前，先对铺设区域进行实际检查、丈量准确尺寸，根据丈量的尺寸由专业技术人员做下料分析，力求焊缝最少，画出防渗膜铺设顺序和裁剪图。

⑤防渗膜的铺设应平整顺直，搭接宽度应满足设计要求，设计无要求时一般不小于30cm。坡面上铺设时要求先按设计断面进行削坡处理，清除坡面石块等尖突物，适当洒水，并用轻型滚筒压实整平，不得使用重型机械或振动碾压实，其接缝排列方向应平行或垂直于最大坡度线，且应按由上而下顺序铺设。

⑥水平直接铺设在池底地面上，对地面高差起伏较大的部位必须进行平整，使基层平顺过渡。穿孔排水管沟槽四周基层应平顺，铺设防渗膜应与接触面吻合平整，

⑦防渗膜采用自动爬行热焊机焊接。焊接前必须清除膜面的脏物保证膜面清洁，膜与膜接合平整后方可施焊。先在试样上试焊，定出合理的工艺参数再正式焊接。正式焊接过程中，操作人员要仔细观察焊接双缝质量，随时根据环境温度的变化调整焊接温度及行走速度。一般温度控制在250℃～300℃，行走速度一般1m/min～2m/min，对焊缝要仔细检查，焊缝是否清晰、透明，有无气泡、漏焊、熔点或焊缝跑边等。

4.2.6 人工填料及进水UPUC管铺设的施工

①填料能为植物和微生物提供良好的生长环境，并具有良好的透水性。填料安装后湿地孔隙率不宜低于0.3。

②填料应预先清洗干净，分层填筑压实。

③人工湿地填料层的结构设置，应沿着水流方向铺设粒径从小到大的填料，每层铺设要严格控制碎石的空隙率(主要体现在碎石材料的继配上，在选材时应控制碎石的继配)。垂直流人工湿地一般从下到上分为滤料层、过渡层和排水层，滤料层一般由粒径为0.2mm～2mm 之间的粗砂构成，厚度500mm～800mm左右，过渡层由4mm～8mm的砂砾构成，厚度为100mm～300mm左右，排水层一般由粒径为8mm～16mm的砾石构成，厚度为200mm～300左右。

④为避免布水对滤料层的冲蚀，可在布水系统喷流范围内局部铺设50mm的覆盖层，粒径范围为8mm～16mm的砾石。

⑤回填种植土厚度不宜小于150mm,满足水生植物种植土要求。

⑥从主进水管向池体并行引入多条配水管（数量、间距按照设计要求），从配水管接入穿孔进水管，管径不大于10mm,穿孔进水管间距一般为1-1.5m，管道铺设完成后回土覆盖。

4.2.7 水生植物的选配与施工

①植物池填料回填完毕后，进行池内水生植物的选配及人工栽植。植物的选配应符合设计及规范要求。

②植物种植时间宜选择在春季。为提高低温季节净化效果，人工湿地植物宜采取一定的轮作方式。

③种植密度应严格按照图纸设计要求，同一批种植的植物植株大小应均匀，不宜选用苗龄过小的植物。植物种植时，应保持池内一定水深，植物种植完成后，逐步增大水力负荷使其适应处理水质。

5 注意事项

①为保证人工湿地处理效果，污水应按设计要求经预处理设施预处理后方可进入人工湿地进行处理，人工湿地进水宜控制COD不大于200mg/L,SS不大于80mg/L。

②人工湿地处理技术必须做好防渗系统，对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。

③防渗膜施工前，应在池梗坡脚设置临时排水沟，防止雨水浸泡池底。

6 结 语

在城镇内河治理改造过程中，河道景观水源补水途径主要是污水处理厂的出水，但出水污染物浓度（CODcr、NH3-N、TP、TN等）仍高于河道景观用水标准，必须对污水进一步处理。对沿线周边污水处理厂升级改造不仅投资高、运行管理要求高，加之河道景观用水的周期性，“性价比”低，为满足河道景观用水需要，结合内河改造升级的生态规划，人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。

[1]SL/T231-98,聚乙烯土工膜防渗工程技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]GB50334-2002,城市污水处理厂质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]GB50141-2008,给水排水构筑物工程施工及验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4]HJ2005-2010,人工湿地污水处理工程技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2011.